一種考慮太陽位置的光伏預測精度評估方法和裝置與流程
2023-04-24 19:48:01
本發明涉及能源發電技術領域，具體涉及一種考慮太陽位置的光伏預測精度評估方法和裝置。
背景技術：
光伏發電不同於常規電源，需要對其發電情況提前進行功率預測，以指導電力系統的調度運行。目前，國內外學者已提出多種光伏發電功率預測方法，並且有多家公司研發的多個光伏發電功率預測系統正在運行。但受雲層遮擋等原因，光伏發電具有隨機性的特點，預測難度較大，各光伏發電功率預測系統的結果不盡相同，因此需要對光伏發電功率預測精度進行客觀評價，以實現優勝劣汰，從而促進光伏發電功率預測精度的提高。
由於通常情況下，每個光伏電站只安裝一套功率預測系統，且各光伏電站裝機容量存在差異，因此無法使用絕對誤差進行預測精度的評價，而需要通過相對誤差予以實現。目前，現有的光伏發電功率預測精度評估方法主要參考風電功率預測精度評估方法，在計算相對誤差時，以裝機容量作為分母，以實現不同裝機容量的光伏電站之間預測精度結果的比較。但由於光伏發電曲線具有典型的"饅頭型"特點，如果在所有時段都採用光伏的裝機容量作為分母，計算光伏發電功率預測結果的相對誤差，會造成計算得到的評價結果普遍偏好，無法有效比較不同預測結果之間的優劣性。
技術實現要素：
為了彌補現有技術的不足，本發明提供一種考慮太陽位置的光伏預測精度評估方法和裝置，可有效反映不同時間段光伏發電預測誤差值的大小，實現對不同預測結果進行優劣分級，從而得到客觀的預測精度評價結果。
本發明的目的是採用下述技術方案實現的：
一種考慮太陽位置的光伏預測精度評估方法，所述方法包括：
(1)定義免評價時刻的裝機容量比例閥值p；
(2)計算光伏發電的最大理論出力；
(3)通過所述光伏發電的最大理論出力與裝機容量比例閥值p的乘積，判斷預測相對誤差；
(4)獲取光伏功率預測精度評價指標；
(5)通過比較完成光伏預測精度評價指標的評估。
優選的，所述步驟(2)包括,根據光伏容量C、轉換效率、傾角、所在經緯度和待評價時刻的太陽位置，計算t時刻光伏發電的最大理論出力
優選的，所述步驟(3)中，判斷預測的光伏功率相對誤差包括，當t時刻光伏發電的最大理論出力時，預測相對誤差Rt＝0；當時，根據光伏功率預測結果實際發電功率計算t時刻預測相對誤差
優選的，所述步驟(4)具體包括，通過計算獲取T時間段內光伏功率預測精度評價指標：
其中，t∈T表示在計算時間T周期內的各個時間點；Rt為預測相對誤差。
優選的，所述步驟(5)中，光伏預測精度評價指標的評估包括，利用現有技術方案，分別獲取T時間段內光伏功率預測精度評價指標；通過比較各評價指標的大小，分析優劣度；所述預測精度指標的值越大，則預測效果越優。
一種考慮太陽位置的光伏預測精度評估裝置，所述裝置包括：
設置單元，用於定義免評價時刻的裝機容量比例閥值p；
獲取單元，計算光伏發電的最大理論出力；
判斷單元，通過所述光伏發電的最大理論出力與裝機容量比例閥值p乘積，判斷預測相對誤差；
生成單元，用於獲取光伏功率預測精度評價指標；
比較單元，用於通過比較完成光伏預測精度的評估。
與最接近的現有技術比，本發明提供的技術方案具有以下有益效果：
本發明提出的光伏發電功率預測精度評估方法及裝置，將各時刻光伏發電的理論最大功率值作為分母，計算光伏發電功率預測誤差的相對值。該方法可有效解決不同光伏電站間預 測精度的比較，並可避免因使用裝機容量作為分母導致預測誤差相對值區分不大的問題。該專利所提方法簡單有效，可有效區分不同光伏發電功率水平下的預測精度，從而有利於不同預測結果之間的預測精度比較，實現對光伏發電功率預測精度的客觀評價。
此外，因夜間及清晨時段光伏發電出力較小，對系統運行影響不大，本申請通過預先設定免評價時段的裝機容量比例閥值，將該時段免於計入精度評價，從而避免了該時段預測誤差相對值較大對評估結果的幹擾。
附圖說明
圖1為本發明提供的考慮太陽位置的光伏預測精度評估方法流程圖；
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步的詳細說明。
如圖1所示，一種考慮太陽位置的光伏預測精度評估方法，包括：
(1)定義免評價時刻的裝機容量比例閥值p；
(2)計算光伏發電的最大理論出力；步驟(2)包括,根據光伏容量C、轉換效率、傾角、所在經緯度和待評價時刻的太陽位置，計算t時刻光伏發電的最大理論出力計算過程為：a、計算大氣層外側太陽輻射強度；b、計算到達地面的太陽輻射強度；c、根據到達地面的太陽輻射強度通過光電轉化模型計算光伏發電的最大理論出力。
(3)通過所述光伏發電的最大理論出力與裝機容量比例閥值p的乘積，判斷預測相對誤差；當t時刻光伏發電的最大理論出力時，預測相對誤差Rt＝0；當時，根據光伏功率預測結果實際發電功率計算t時刻預測相對誤
(4)獲取光伏功率預測精度評價指標；
通過計算獲取T時間段內光伏功率預測精度評價指標：
其中，t∈T表示在計算時間T周期內的各個時間點；Rt為預測相對誤差。
(5)通過比較完成光伏預測精度評價指標的評估。具體為：利用現有技術方案，分別獲取T時間段內光伏功率預測精度評價指標；通過比較各評價指標的大小，分析優劣度；所述預測精度指標的值越大，則預測效果越優。
一種考慮太陽位置的光伏預測精度評估裝置，所述裝置包括：
設置單元，用於定義免評價時刻的裝機容量比例閥值p；
獲取單元，計算光伏發電的最大理論出力；
判斷單元，通過所述光伏發電的最大理論出力與裝機容量比例閥值p乘積，判斷預測相對誤差；
生成單元，用於獲取光伏功率預測精度評價指標；
比較單元，用於通過比較完成光伏預測精度的評估。
最後應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明的具體實施方式進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和範圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。